THESE DE DOCTORAT
Sp cialit : traitement du signal et des images
cole doctorale : Informatique, T l communications et lectronique de Paris
Pr sent e par
Fran ois LAMARE
pour obtenir le grade de
DOCTEUR de TELECOM SUDPARIS
Sujet de la th se :
OCT en phase pour la reconnaissance biom trique
par empreintes digitales et sa s curisation.
Pr sent e le 21 mars 2016,
devant le jury compos de :
Mr. Boulbaba BEN AMOR, Maitre de conf rences (HDR), T l com Lille, rapporteur.
Mme. Assia TRIA, docteur (HDR), CEA Gardanne, rapporteur.
Mme. Isabelle ZAQUINE, Professeur (HDR), T l com ParisTech, examinatrice.
Mr. Liming CHEN, Professeur (HDR), Ecole centrale de Lyon, examinateur.
Mr. Jo l-Yann FOURRE, MORPHO, invit .
Mr. Yaneck GOTTESMAN, Maitre de conf rences (HDR), T l com SudParis, encadrant de th se.
Mme. Bernadette DORIZZI, Professeur (HDR), T l com SudParis, directrice de th se.
Mr. Badr-Eddine BENKELFAT, Professeur (HDR), T l com SudParis, directeur de th se.
N NNT : 2016TELE0003
Remerciements
Je tiens remercier Badr-Eddine Benkelfat, pour son accueil chaleureux au sein du d partement EPH
de t l com SudParis, o jai effectu ma th se durant ces trois derni res ann es. Cette th se a t
pour moi une source de richesse, que ce soit sur les plans scientifique, intellectuel et humain.
Je voudrais galement remercier mon encadrant Yaneck Gottesman, ainsi que Bernadette Dorizzi, ma
directrice de th se, pour leurs id es, leurs conseils, leur disponibilit , leur expertise et leur exigence.
Ils ont su maider et me guider dans mon travail malgr les difficult s.
Je remercie galement tous mes coll gues du d partement EPh pour leur sympathie.
Enfin, jadresse des remerciements particuliers tous mes coll gues et amis doctorants.
Je remercie plus particuli rement Nadia, qui ma notamment aid corriger ce m moire de th se.
R sum
Dans un monde de plus en plus ouvert, les flux de personnes sont amen s exploser dans
les prochaines ann es. Faciliter, fluidifier, et contr ler ces flux, tout en respectant des contraintes
s curitaires tr s strictes, appara t donc comme un l ment clef pour favoriser le dynamisme
conomique mondial.
Cette gestion des flux passe principalement par la connaissance et la v rification de lidentit des
personnes. Pour son aspect pratique et a priori s curis , la biom trie, et en particulier celle des
empreintes digitales, sest alors impos e comme une solution efficace, et incontournable.
N anmoins, elle souffre de deux s v res limitations. La premi re concerne les mauvaises
performances obtenues avec des doigts d t rior s. Ces d t riorations peuvent tre involontaires
(travailleurs manuels par exemple), ou bien volontaires, des fins danonymisation. La deuxi me
concerne les failles de s curit des capteurs usuels. En particulier, ils sont vuln rables des attaques
avec de fausses empreintes, r alis es par des personnes mal intentionn es dans un but dusurpation
didentit .
Dapr s nous, ces limitations sont dues la faible quantit dinformation exploit e par les capteurs
biom triques usuels. Elle se r sume souvent une simple image de la surface du doigt. Pourtant, la
complexit biologique des tissus humains est telle quelle offre une information extr mement riche,
unique pour chaque individu, et tr s difficilement reproductible.
Nous avons donc propos une approche dimagerie, bas e sur la Tomographique par Coh rence
Optique (ou OCT), un capteur optique 3D sans contact, permettant de mesurer finement cette
information. Lid e majeure de la th se consiste tudier divers moyens de lexploiter afin de rendre
la biom trie plus robuste et vraiment s curis e. En particulier, nous avons propos et valu
diff rentes techniques dimagerie des empreintes, bas es notamment sur la phase du signal OCT.
Elles se sont av r es particuli rement pertinente en termes de segmentation de linformation 3D, de
robustesse, et de s curisation.
.
Mots cl s : Biom trie, Empreintes digitales, Tomographie par Coherence Optique,
Phase, S curit , Anti-spoofing,
Abstract
In an increasingly open world, the flows of people are brought to explode in the coming years.
Facilitating, streamlining, and managing these flows, by maintaining strict security constraints,
therefore represent a key element for the global socio-economic dynamism.
This flows management is mainly based on knowledge and verification of person identity. For its
practicality and a priori secured, biometrics, in particular fingerprints biometrics, has become an
effective and unavoidable solution.
Nevertheless, it still suffers from two severe limitations. The first one concerns the poor performances
obtained with damaged fingers. This damage can be involuntary (e.g. manual workers) or volunteers,
for purposes of anonymity. The second limitation consists in the vulnerability of the commonly used
sensors. In particular, they are vulnerable to copies of stolen fingerprints, made by malicious persons
for identity theft purpose.
We believe that these limitations are due to the small amount of information brought by the usual
biometric sensors. It often consists in a single print of the finger surface. However, the biological
complexity of human tissue provides rich information, unique to each person, and very difficult to
reproduce.
We therefore proposed an imaging approach based on Optical Coherence Tomography (OCT), a 3D
contactless optical sensor, to finely measure this information. The main idea of the thesis is therefore
to explore novel ways to exploit this information in order to make biometrics more robust and truly
secured. In particular, we have proposed and evaluated different fingerprint imaging methods, based
on the phase of the OCT signal. They were particularly relevant in terms of segmentation of 3D
information, robustness, and security.
Keywords: Biometrics, Fingerprints, Optical Coherence Tomography, Phase,
Security, Anti-spoofing.
Table des mati res
Introduction g n rale ............................................................................................................................... 6
Introduction la biom trie ............................................................................................. 13
Chapitre 1
Advertisement
Pr sentation g n rale de la biom trie ................................................................................... 14
1.1
1.1.1 D finition, contexte et applications .................................................................................... 14
1.1.1.1 D finition .................................................................................................................... 14
1.1.1.2 Contexte et applications ............................................................................................ 15
1.1.2 Diff rentes modalit s biom triques ................................................................................... 16
1.1.2.1 Modalit s biom triques .............................................................................................. 16
1.1.2.2 Crit res de validit des diff rentes modalit s ............................................................ 17
Informations, gabarits et descripteurs biom triques .......................................................... 17
1.1.3
1.1.4 Enr lement, matching, v rification et identification ........................................................... 18
1.1.5 Fonctionnement dun syst me biom trique ....................................................................... 19
1.1.6 Evaluation des performances des syst mes biom triques. .............................................. 20
1.1.6.1
Erreurs de d cision en v rification ............................................................................ 21
1.1.6.2 Courbes de performances ......................................................................................... 21
Points de fonctionnement .......................................................................................... 22
1.1.6.3
Biom trie des empreintes digitales ........................................................................................ 23
1.2.1 Un bref historique de lutilisation des empreintes digitales ............................................... 24
1.2.2 Les empreintes digitales .................................................................................................... 26
1.2.2.1 Dermatoglyphes et empreintes digitales ................................................................... 26
1.2.2.2 Description des empreintes digitales ......................................................................... 26
1.2.3 Anatomie de la peau et formation des empreintes digitales ............................................. 30
Anatomie de la peau .................................................................................................. 30
Formation des empreintes digitales ........................................................................... 32
1.2.4 Modes dacquisition et technologies de capteurs .............................................................. 33
1.2.4.1 Capteurs avec contact ............................................................................................... 33
1.2.4.2
Limitations des capteurs traditionnels avec contact .................................................. 38
1.2.4.3 Capteurs 2D sans contact ......................................................................................... 39
1.2.4.4 Capteurs 3D sans contact ......................................................................................... 42
1.2.5 Matching des empreintes digitales .................................................................................... 43
1.2.5.1 Complexit du matching dempreintes digitales ........................................................ 43
1.2.5.2 Mise en correspondance dempreintes digitales 2D .................................................. 44
Extraction des minuties :............................................................................................................. 45
1.2.3.1
1.2.3.2
1.2
1
1.3
Chapitre 2
2.1
1.2.6.1
1.2.6.2
1.2.6.1
Etape de mise en correspondance (matching) : ......................................................................... 47
1.2.5.3 Mise en correspondance dempreintes digitales 3D .................................................. 48
Mise en correspondance 3D : ..................................................................................................... 48
Mise en correspondance apr s transformation 3D-2D : ............................................................. 50
1.2.6 Vuln rabilit des capteurs dempreintes digitales ............................................................. 51
Spoofing, ou Presentation Attack .............................................................................. 51
Anti-spoofing ou Presentation Attack Detection ........................................................ 53
Probl mes de spoofing encore bien pr sents aujourdhui ........................................ 54
Conclusion ............................................................................................................................. 55
Capteur biom trique OCT ............................................................................................. 56
Capteur OCT ......................................................................................................................... 59
2.1.1 Principe g n ral de lOCT ................................................................................................. 59
2.1.2 Acquisition de linformation tomographique 3D ................................................................. 60
2.1.3 Diff rentes architectures OCT ........................................................................................... 62
2.1.3.1 OCT dans le domaine spectral .................................................................................. 62
2.1.3.2 OCT plein champ ....................................................................................................... 63
2.1.4 Param tres caract ristiques de lOCT............................................................................... 63
2.1.4.1 R solution axiale th orique ....................................................................................... 63
2.1.4.2 R solution transversale ............................................................................................. 64
Profondeur de p n tration ......................................................................................... 64
2.1.4.3
LOCT pour la biom trie des empreintes digitales ................................................................ 68
2.2.1 Etat de lart sur lutilisation de lOCT en biom trie des empreintes ................................... 68
Anti-spoofing (PAD) ................................................................................................... 68
Imagerie des empreintes latentes ............................................................................. 69
Imagerie des empreintes interne et externe .............................................................. 69
Imagerie des pores de sudations .............................................................................. 72
Imagerie des capillaires sanguins ............................................................................. 72
2.2.2 Architectures OCT d velopp es ........................................................................................ 73
2.2.3 Contraintes instrumentales pour la biom trie .................................................................... 74
Le capteur biom trique id al dempreintes digitales ................................................. 74
2.2.3.1
Probl matique du champ de vue ............................................................................... 75
2.2.3.2
Probl matique du sans contact ................................................................................. 77
2.2.3.3
Probl matique de la r solution des images .............................................................. 80
2.2.3.4
Probl matique conjointe variation du champ de vue/aplatissement ......................... 82
2.2.3.5
2.2.3.6 Contraintes instrumentales pos es ........................................................................... 82
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2.2.4 Tomographie dun doigt ..................................................................................................... 84
Conclusion ............................................................................................................................. 85
Imagerie OCT de surfaces 3D par mesures de phase .................................................. 86
2.2.1.1
2.2.1.2
2.2.1.3
2.2.1.4
2.2.1.5
2.2
2.3
Chapitre 3
2
3.4
Chapitre 4
4.1
3.1
3.2
3.3
Limitation des m thodes dimagerie classiques en intensit ................................................ 87
3.1.1 Cas des capteurs biom triques usuels .............................................................................. 87
3.1.2 Cas du capteur OCT .......................................................................................................... 88
Segmentation de surfaces 3D par mesures de phase .......................................................... 91
3.2.1 Mesures de temps de vol .................................................................................................. 91
3.2.1.1 Description de la mesure ........................................................................................... 91
Balayage non lin aire de la source ........................................................................... 92
3.2.1.2
3.2.2 Mesures de phase ............................................................................................................. 93
3.2.3 Segmentation des surfaces 3D ......................................................................................... 94
Etude de la pr cision de localisation de la surface 3D .......................................................... 94
3.3.1 Mod le th orique ............................................................................................................... 95
3.3.1.1 Mod le dun A-scan bruit ......................................................................................... 95
3.3.1.2 Mesure de la pr cision de localisation....................................................................... 96
3.3.2 R sultats des simulations .................................................................................................. 98
Evaluation de la pr cision de localisation .................................................................. 98
3.3.2.1
3.3.2.2 R sultats des simulations dans le cas des empreintes digitales 3D. ........................ 98
Am lioration du mod le pour l valuation de la pr cision de localisation ................. 99
3.3.2.3
Conclusion ........................................................................................................................... 101
Imagerie OCT dempreintes digitales .......................................................................... 102
Imagerie de lempreinte digitale externe ............................................................................. 105
4.1.1 Extraction de lempreinte externe 3D par temps de vol................................................... 105
4.1.2 Diff rentes repr sentations de lempreinte digitale externe ............................................ 108
4.1.2.1 Repr sentation en phase ........................................................................................ 108
4.1.2.2 Repr sentations en intensit ................................................................................... 110
4.1.3 Robustesse de la repr sentation P en conditions dacquisition d grad es .................... 112
Imagerie de lempreinte digitale interne .............................................................................. 114
4.2.1 Segmentation ................................................................................................................... 114
4.2.2 Diff rentes repr sentations de lempreinte interne .......................................................... 115
4.2.2.1 Repr sentation en phase ........................................................................................ 115
4.2.2.2 Repr sentations en intensit ................................................................................... 117
4.2.2.3 Discussion sur la qualit des images dempreintes internes. .................................. 118
Evaluation des repr sentations en phase et en intensit .................................................... 118
4.3.1 Aplatissement des empreintes digitales .......................................................................... 119
Int r t de laplatissement ......................................................................................... 119
4.3.1.1
4.3.1.2 M thode daplatissement propos e ......................................................................... 119
Sauvegarde des images dempreintes digitales aplaties ........................................ 121
4.3.1.3
4.3.2 Base de donn es de tests et exp riences mises en Suvres .......................................... 122
4.3.3 Evaluation des diff rentes repr sentations pour lempreinte externe ............................. 123
4.2
4.3
3
4.4
4.5
4.3.3.1 Conditions dacquisitions normales (doigts secs, humidit ambiante) ................. 123
4.3.3.2 Conditions dacquisitions d grad es (doigts humides) ........................................... 124
4.3.3.3 Comparaison avec les capteurs 2D ......................................................................... 126
4.3.4 Evaluation des diff rentes repr sentations pour lempreinte interne .............................. 126
M thode dimagerie des empreintes par fusion phase-intensit ......................................... 127
Introduction de la fusion .................................................................................................. 127
4.4.1
4.4.2 Pr sentation de la m thode de fusion ............................................................................. 128
4.4.2.1
Principe de la m thode de fusion ............................................................................ 128
4.4.2.2 Mesure de la qualit des pixels ............................................................................... 130
Application de la fusion lempreinte interne .......................................................... 130
4.4.2.3
4.4.3 Evaluation de la repr sentation en fusion des empreintes ............................................. 131
Evaluation de la m thode de fusion pour lempreinte interne ................................. 131
4.4.3.1
4.4.3.2
Evaluation de la m thode de fusion pour lempreinte externe ................................ 132
4.4.3.1 Comparaison des empreintes externe et interne. ................................................... 133
Probl matiques compl mentaires limagerie des empreintes .......................................... 135
4.5.1 Etude des diff rences de performances entre OCT et capteurs 2D ............................... 136
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4.5.1.1 Comparaison de la qualit des images OCT et des images des capteurs 2D ........ 137
4.5.1.2
Variabilit intra-classe du capteur OCT ................................................................... 139
Effet des variations de la qualit des images sur les scores de matching ............................... 145
4.5.2 Aspects de la mesure OCT li s aux mouvements des doigts ......................................... 147
Impact de la variation de la position des doigts sur laplatissement ........................ 148
Probl mes li s aux mouvements des doigts durant lacquisition ............................ 150
Interop rabilit entre images OCT et images des capteurs 2D ...................................... 152
4.5.3.1 Diff rences d chelles.............................................................................................. 154
4.5.3.2 Distorsions g om triques ....................................................................................... 156
Conclusion ........................................................................................................................... 158
Authentification biom trique s curis e avec lOCT Anti-Spoofing ........................... 160
Attaque des capteurs 2D usuels.......................................................................................... 162
Anti-spoofing avec lOCT ..................................................................................................... 165
5.2.1 LOCT, un capteur biom trique tr s difficile attaquer ................................................... 165
5.2.2 M thode danti-spoofing par comparaison des empreintes externe et interne ............... 170
Pr sentation de la m thode danti-spoofing ............................................................ 170
5.2.2.1
5.2.2.2
Extraction et comparaison des empreintes digitales externe et interne. ................ 170
5.2.2.3 Mise en Suvre de la m thode danti-spoofing ........................................................ 173
5.2.3 Conclusion ....................................................................................................................... 175
Conclusion et perspectives .................................................................................................................. 176
Bibliographie ........................................................................................................................................ 182
4.6
Chapitre 5
5.1
5.2
4.5.2.1
4.5.2.2
4.5.3
4
5
Introduction g n rale
Contexte de la th se
Au sein de la soci t actuelle, le besoin de conna tre ou de reconna tre lidentit des
personnes, que ce soit des fins dauthentification ou de s curit , est devenu primordial. De par sa
fiabilit et son aspect a priori tr s s curis , la biom trie sest impos e au fil des ann es comme une
solution incontournable. La biom trie est d finie comme tant l'ensemble des techniques pour
l'identification d'individu, bas es sur ses caract ristiques physiologiques et morphologiques. Les
principales caract ristiques commun ment utilis es sont les empreintes digitales, le visage, liris, ou
bien encore les veines de la main.
Actuellement, la modalit biom trique la plus largement r pandue est l'empreinte digitale. Les
capteurs standards dempreintes digitales permettent
l'acquisition d'images dintensit en 2
dimensions (2D) de la surface du doigt, do sont extraits des points discriminantes, les minuties,
exploit es pour r aliser lauthentification. La reconnaissance par les empreintes a t largement
tudi e depuis plusieurs d cennies maintenant. Les outils d velopp s pour lauthentification peuvent
donc tre jug s comme tant bien optimis s, et performants dans de bonnes conditions dacquisition.
Un des probl mes majeurs en biom trie aujourdhui concerne surtout les failles de s curit des
capteurs lors de l' tape dauthentification, et notamment pour la biom trie des empreintes digitales.
Plusieurs travaux ont en effet montr qu'il tait assez ais d'usurper l'identit d'une personne
( spoofing ) en utilisant une copie de ses empreintes (un leurre), que lon viendrait placer sur le
doigt. De telles failles de s curit paraissent inacceptables, dans une soci t o la biom trie est de
plus en plus utilis e. Un autre probl me typique en biom trie des empreintes digitales concerne la
forte variabilit de la qualit des images induite par les conditions dacquisition (humidit , salet s,
cicatrices sur les doigts, position des doigts, d formation des doigts dans le cas des capteurs avec
contact). Cette variabilit limite alors de mani re cons quente les performances en reconnaissance
dindividus.
Lanalyse que nous faisons de cette situation, et qui sous-tend les travaux de cette th se, est que ces
diff rents probl mes sont dus essentiellement la faible quantit d'information (information de surface
uniquement) enregistr e par les capteurs usuels durant la phase denr lement, et sa nature
physique (information dintensit ).
En particulier, dans le cas du spoofing, cette information peut tre facilement reproduite sur un leurre,
et on observe que des images 2D de lintensit r fl chie la surface du doigt ne sont pas suffisantes
pour distinguer un vrai doigt dun leurre. Pour r soudre le probl me du spoofing, diff rentes solutions
ont d j t propos es. Elles consistent souvent rajouter dautres dispositifs au capteur de base,
permettant de tester la vitalit de l chantillon biom trique. Malgr cela, les probl mes de s curit sont
6
encore bien pr sents et la s curisation de lauthentification biom trique au niveau du capteur est un
th me de recherche central en biom trie aujourdhui.
Probl matiques et contributions de la th se
Pour r soudre ces probl mes critiques, nous avons propos une approche originale bas e sur
lOCT ( Optical Coherence Tomography ), dont les caract ristiques permettraient de r pondre aux
besoins dune authentification biom trique robuste, et vraiment s curis e. En parall le, des premiers
travaux sur lutilisation du capteur lOCT en biom trie taient publi s dans la communaut scientifique.
LOCT est un capteur optique sans contact, bas sur une technique interf rom trique, qui permet
dimager en 3D et de mani re non invasive les l ments diffusants la lumi re, tels que les tissus
biologiques, avec une haute r solution. Il permet galement dobtenir une information physique tr s
riche d crivant l chantillon analys .
LOCT a t d velopp au d but des ann es 90 pour des applications m dicales (ophtalmologie,
dermatologie,&). Diff rentes modalit s dimagerie ont alors t utilis es dans ce contexte sp cifique,
comme par exemple limagerie dintensit en coupes transversales, limagerie de polarisation, ou
limagerie Doppler, utiles pour le diagnostic m dical. De mani re g n rale, toutes ces analyses
m dicales reposaient jusqu r cemment sur des images 2D en coupe transversale uniquement.
Gr ce au d veloppement de nouvelles technologies et la diminution de leur co t, on voit cependant
apparaitre de plus en plus dapplications en 3D.
Advertisement
Lintroduction de lOCT dans le domaine de la biom trie est par contre beaucoup plus r cente (2006).
Une bonne partie des travaux publi s ce jour ont surtout vis montrer son int r t pour lanti-
spoofing. Cependant, les tudes sur la pertinence de lOCT pour lauthentification biom trique sont
encore assez peu nombreuses, et son potentiel pour une authentification biom trique robuste et
s curis e (en termes applicatifs, mais aussi, et surtout pour lanti-spoofing) reste encore explorer et
d velopper. En effet, lutilisation dune technologie complexe, d di e initialement au domaine
m dical, pour la biom trie, pose un certain nombre de probl mes quant aux performances attendues
et au dispositif instrumental n cessaire pour lapplication vis e, ce qui peut justifier la faible quantit
de travaux sur le sujet actuellement.
Ainsi, lobjectif principal de la th se a t dexplorer les possibilit s offertes par une imagerie de type
OCT, pour le domaine de la biom trie des empreintes digitales, dans la mise en Suvre dune
authentification biom trique robuste et s curis e.
OCT en-phase
Un point particuli rement important sur lequel nous avons travaill au cours de cette th se
concerne un questionnement sur la nature de linformation physique exploiter pour imager les
empreintes de mani re efficace, et sur la fa on dont ces empreintes sont extraites du signal
volumique OCT. En particulier, nous verrons tout au long de ce m moire que linformation dintensit
traditionnellement exploit e par les capteurs biom triques usuels peut sav rer limit e. Par ailleurs,
7
contrairement la plupart des applications m dicales o linformation utile est extraite de coupes
transversales 2D, les empreintes digitales, elles, sont des surfaces 3D et sont contenues dans tout le
volume tomographique. De simples coupes transversales prises de mani re isol e sav rent alors
nettement insuffisantes pour lextraction des empreintes.
Le probl me de la segmentation de cette information tridimensionnelle du volume tomographique se
pose alors naturellement. Dans cette intention, notre principale contribution dans ce travail de th se
est l tude dune modalit dimagerie particuli re, bas e non pas sur lintensit r fl chie ou
r trodiffus e, comme cela est fait g n ralement, mais sur la phase du signal OCT. Nous verrons alors
comment cette phase, intimement li e des mesures de temps de vol de la lumi re, peut tre
exploit e pour extraire de mani re pr cise les surfaces 3D dempreintes digitales du volume
tomographique.
En plus de ce premier aspect li lextraction des empreintes 3D, nous montrerons que lutilisation de
la phase permet galement dobtenir des images dempreintes digitales de tr s bonne qualit , en
regard de celles obtenues partir dune information dintensit , telle quexploit e dans les capteurs
usuels. De plus, nous verrons que linformation en phase est beaucoup plus robuste que linformation
dintensit aux conditions environnementales dacquisition (plus sp cifiquement le degr dhumidit ou
de s cheresse des doigts), ce qui devrait permettre alors de r pondre au besoin de robustesse des
images dempreintes en conditions d grad es.
Pour valuer lapport de notre syst me dimagerie en phase, nous lavons compar aux approches
plus traditionnelles bas es sur linformation dintensit . Diff rentes conditions dacquisitions seront
alors consid r es, en particulier des acquisitions en conditions dhumidit ambiante et des
acquisitions en conditions de forte humidit . Notre valuation repose sur des exp riences en
v rification dempreintes, r alis es sur une base de donn es enregistr e dans notre laboratoire.
Imagerie de lempreinte interne
Linformation 3D enregistr e par lOCT offre galement de nouvelles possibilit s tr s
int ressantes pour la biom trie. L'une dentre elles consiste exploiter le derme papillaire, une couche
de la peau situ e entre l' piderme et le derme. Elle poss de une structure en sillons tr s similaire
celle de lempreinte surfacique externe traditionnelle (cette derni re tant g n r e partir du derme
papillaire), et forme alors une empreinte digitale interne. L'avantage d'une telle couche est qu'elle est
plus difficile d'acc s, ce qui, comme nous le verrons dans ce travail de th se, d'un grand int r t pour
la s curit biom trique. Un deuxi me avantage est quelle galement mieux pr serv e des conditions
ext rieures (humidit , salet s, blessures, &). Une deuxi me contribution importante de ce travail de
th se repose alors sur des proc d s dimagerie de cette empreinte interne, et sur son exploitation
pour lauthentification et la s curisation.
Nous verrons que la m thode dimagerie en phase propos e pr c demment pour obtenir les images
dempreintes externes sest av r e insuffisante pour lobtention dimages dempreintes internes. Bien
que les mesures de phase restent pertinentes pour localiser le derme papillaire dans le volume
8
tomographique, nous verrons que les images dempreintes internes dans la repr sentation en phase
qui en d coule sont, linstar des images dintensit , de mauvaise qualit . Pour pallier cette difficult ,
nous proposons dans cette th se un proc d d'imagerie efficace, bas sur la fusion de linformation
en phase et en d'intensit , qui sont compl mentaires dans le cas des empreintes internes. Les images
dempreintes internes en repr sentation en phase et en intensit pr sentent en effet des zones de
faible qualit dont la localisation est diff rente suivant les deux repr sentations. Le principe de notre
m thode de fusion consiste alors exploiter seulement les zones de bonne qualit dans les deux
images, de telle mani re reconstruire une image dempreinte interne de meilleure qualit globale.
Nous montrerons que notre m thode dimagerie par fusion permet dam liorer grandement les
performances (fortement corr l es la qualit des images) par rapport celles des m thodes
dimagerie en phase et en intensit prise isolement. Cette t che sera r alis e partir des protocoles
d valuations que nous avons d finis pr c demment. Par ailleurs, nous verrons que les r sultats
obtenus avec lempreinte interne sont meilleurs que ceux obtenus avec lempreinte externe classique
acquise avec notre syst me OCT. Nous pensons que ce r sultat est d au fait que lempreinte interne
est mieux prot g e des d gradations ext rieures, validant ainsi lint r t de lutilisation de lempreinte
interne pour lauthentification d'individu, et lefficacit de notre m thode de r cup ration de cette
empreinte interne.
Comparaison OCT / capteurs 2D usuels
Notre approche OCT sera aussi compar e des capteurs usuels du commerce (un capteur
optique et un capteur capacitif), toujours en termes de performances en v rification. Nous verrons
que les performances obtenues avec lOCT sont proches de celles obtenues avec des capteurs 2D
standards, d j bien calibr s et disposant doutils de matching adapt s, ce qui nous permettra de
valider la pertinence de notre approche OCT pour lauthentification biom trique. Nous verrons
cependant que les performances de notre approche OCT sont tout de m me pour le moment un peu
en de de celles des capteurs standards. Nous discuterons alors dun certain nombre de points
pouvant justifier cela. Nous pr senterons une tude qui montre que les r sultats en v rification
dempreintes pourraient tre am lior s de mani re significative en prenant en compte ces derniers.
Aplatissement des empreintes digitales OCT 3D
Les exp riences en v rification dempreintes pr c demment me...